高温、高湿矿井中风流热力动力变化规律及热阻力的研究

根据热力学、热流体学和流体力学等基本理论，结合高温、高湿矿井的风流运动特征，推导出适合于高温、高湿矿井的风流运动基本理论方程组，并引入热阻力概念及推导出热阻力的计算公式．最后，结合某高温工作面实测参数进行分析，进一步说明了高温、高湿矿井中热湿源对风流运动的影响不可忽视．     

高温矿井风流热力参数测定及其变化规律和热湿源的分析

在对高温矿井风流基本热力参数测定的基础上,详细分析了风流自地面流向采掘工作面的过程中,风流的温度、焓、含湿量和相对湿度沿程变化规律,从而掌握高温矿井的热、湿源分布状况和采掘工作面热害环境状况,为高温矿井的热湿源分析和制定热害治理措施提供可靠的基础数据。     

高温高湿矿井湿热空气对通风风阻的影响

高温矿井中矿井通风阻力包括摩擦阻力和热阻力。在考虑湿、热源影响的情况下,井下风流密度应视为变量,通过对巷道平均密度的推导得出了以压力损失表示的巷道摩擦阻力的修正公式;引入热阻力的概念,以一维可压缩稳定流为基础,建立流体的连续性方程、动量方程、能量方程,推导得出流体在粘性阻力和重力同时存在的情况下热阻力的表达式,给出了热阻力系数的计算公式。通过对某矿山运输巷道的实测参数的分析,进一步证实了井下热源对巷道通风阻力的影响已不容忽视。     

三河尖高温矿井风流热力参数测定及变化规律分析

在对徐州矿务局三河尖矿风流热力参数测定的基础上，详细地分析了风流焓值、含湿量、空气密度和相对湿度随风流路线的变化规律，从而摸清了三河尖高温矿井的热、湿源分布状况，且为该矿的热害治理提供了可靠的基础依据。     

深部高温矿井区域可控循环通风系统及应用

介绍了深部高温矿井区域可控循环通风系统的组成,并对系统利用喷淋、滤水、冷却,三级装置有效处理高温高湿含尘回风流的全过程,进行了详尽分析和论述。同时,考虑到循环通风会导致循环风流瓦斯浓度增大,文章进一步针对循环风系统怎样影响巷道瓦斯浓度的变化规律,对循环回风巷瓦斯浓度变化过程进行了公式推导和理论分析。     

基于网络解算的矿井风流温度计算方法研究

矿井热害是影响煤矿安全生产的问题之一,通过对矿井热源的分析,对巷道进行了分类。结合风流热湿交换理论,总结了各类巷道的风流温度计算公式。在通风网络解算理论的基础上,对具体矿井进行了风流温度模拟计算。为高温矿井降温系统的确立提供了理论基础,以确保矿井能够安全、高效、经济的运转。     

基于网络解算的矿井风流温度计算方法研究

矿井热害是影响煤矿安全生产的问题之一,通过对矿井热源的分析,对巷道进行了分类。结合风流热湿交换理论,总结了各类巷道的风流温度计算公式。在通风网络解算理论的基础上,对具体矿井进行了风流温度模拟计算。为高温矿井降温系统的确立提供了理论基础,以确保矿井能够安全、高效、经济的运转。     

高温矿井极限开采深度

根据矿井风流热、湿交换原理,提出高温矿井存在极限开采深度的判决条件,得出了确定矿井通风降温极限开采深度的原则和方法。并以平顶山五矿为例,计算出不采用人工制冷降温条件下,平煤五矿己15-23220采煤工作面的极限开采深度为275m。极限开采深度的确定对指导厂矿矿井降温工程的开展具有重大的意义。     

高温矿井巷道风流对流换热相似实验研究

运用模型实验相似理论,推导出高温矿井巷道风流对流换热原型和模型之间的相似判据,建立了高温矿井巷道风流对流换热的实验系统。测量并分析了不同巷道壁温、不同入口风速以及入口温度对对流换热系数的影响;利用相关分析的方法,分析了巷道壁温、入口风速和巷道平均风流温度对对流换热系数的影响程度,得到各因素对对流换热系数影响程度,按从大到小的顺序为巷道平均风流温度、入口风速及巷道壁温;其中,巷道平均风流温度和入口风速均与对流换热系数呈正相关,而巷道壁温与对流换热系数呈负相关。基于对各影响因素的分析,得到了高温矿井巷道风流对流换热实验关联式,该关联式可以在实验范围内计算实际矿井风流的对流换热系数。     

高温矿井巷道风流温湿度预测模拟研究

为较准确地预测高温矿井风流温度及湿度,对巷道风流温湿度的分布进行数值计算,并建立了适用于矿井通风网络的温湿环境预测数学模型;以回采巷道、准备巷道、开拓巷道为研究对象,对其风流温湿度进行了计算,并与矿井实测数据进行对比验证。结果表明,现场实测值与预测值之间的误差均低于0.5 ℃,相对湿度误差均在1%以内,模型计算具有较高的可靠性,为高温矿井巷道风流温湿度的预测提供了简单便捷的方法,可及时采取相应措施应对井下的高温高湿环境。     

矿井火灾巷道通风热阻力计算与实验研究

针对火灾时期矿井巷道通风热阻力计算问题,对风流温度-密度变化的通风巷道,推导出一种规范表达计算式。指出从广义的通风原理上,火灾时期的风流(热)阻力仍然包括摩擦阻力和局部阻力,同时还包括火燃烟气这一外来风源的附加阻力。新公式将通风阻力计算按巷道与流体“固-流双质”特性来表达,引入巷道几何风阻的概念,几何风阻是指巷道本身的阻力特性,与流体无关,它包括摩擦风阻和局部风阻两部分。从概念上,新公式对热阻力的本质有明确的辨析,在计算和分析上避免了容易出现的错误,由此推导出高温烟流通风阻力与火灾温度成正比。为了验证这一热流阻力效应,设计了一个实验管道装置,实验测定了热阻力随温度的变化,实验结果与理论推导结论相吻合。利用该实验装置还成功分离出了外源烟气流的附加阻力,实验结果表明,外源阻力完全是燃烧过程的物理映像,给出了有火灾外源气体参与热阻力贡献的实用算法。     

倾斜巷道风流热环境数值模拟

由于长期的开采,我国煤矿浅部资源已殆尽,矿井开采以每年15m的速度向深部开采,热害已经成为矿井灾害之一,矿井风流热交换理论的研究对热害治理有重要意义.基于传热学理论,建立了三维矿井风流与倾斜巷道热湿交换的数学模型,采用异步长有限差分法对巷道内风流热环境参数进行数值模拟求解,分析了巷道倾角对风流温湿度的影响,得到了巷道倾角不同时风流温、湿度关系分布图,对高温矿井热害治理有一定的指导意义.     

高温矿井进风井筒及巷道风温预测

为准确预测矿井高温工作面气候条件,有必要对工作面通风系统进风井筒及巷道的风流温度进行计算。根据进风井筒及巷道的热湿交换特点,运用有限差分方法,分别建立了进风井筒及巷道的风温迭代计算数学模型;运用VB 6.0语言,编制了高温矿井进风井筒及进风巷道风温预测程序;应用于新巨龙矿井现场,计算得到了其进风井筒及巷道的风流温度。计算和实测所得风温误差较小,预测方法和计算程序是可靠的。     

高温热害矿井通风制冷降温技术

以巨野矿区新巨龙矿井为对象,对其通风难点和降温难点进行分析,提出井口全风量降温和井下集中式降温相结合的分级降温方法,对比井口风流和综放工作面进风路线的风流温度,研究其降温效果。矿井通风路线延长,井巷断面、方向变化以及分叉或汇合点增多,风流的沿程阻力和局部阻力增加,空气压缩产热增加,风流与围岩的热交换作用加强,加剧了高温矿井热害。井口全风量降温系统用于降低矿井进风口风流温度,将高温风流热量留在地面;井下集中式降温系统用于解决井下工作面的风流降温,经过降温后井筒入口风流温度均保持在19℃以下,风流进入井底后沿通风路线上温度相对稳定,整体变化幅度在2℃以内,采用井下集中式降温系统后,工作面进回风之间的风流温度差为4℃;井口降温和井下降温相结合的分级降温方法能有效改善井下环境。     

高温矿井风流热状态预测

根据矿井风流热、湿交换原理,给出了各类巷道和采掘工作面的风温预测公式。并选取平煤五矿代表性的风流线路,进行风流线路上风温预测。预测值与实测值比较表明,矿井风温预测模型准确,预测值正确,满足精度要求,为完善平煤五矿的通风系统设计,提出指导建议。     

抽出式局部通风掘进面热环境数值模拟研究

运用流体力学、传热传质学理论,采用Airpak2.1软件模拟了掘进作业空间风流与围岩的热湿交换过程,得到风流流场、温度场、平均空气龄及PMV—PPD分布。研究结果表明,抽出式局部通风掘进工作面热环境受热负压影响,从风筒口至工作面区域存在风流卷吸有效区、涡流扩散区。结合空气龄和PMV—PPD指标对矿井热环境进行数值预测与评价,其结果与现场调研有较好的一致性。     

矿内风温预测计算及程序编制

本文以热质交换的基本理论为依据，结合多年来矿井降温研究的实际经验，论述矿内风流与环境的热质交换机理，建立了沿巷风流风温预测的数学模型，并编制了计算程序。     

脉动送风增强高温矿井空调散热散湿效果的理论分析

在高温矿井空调系统中,不同的送风方式对工作面环境的舒适度和节能具有重要影响.当采用脉动送风方式时,由于脉动送风的风流速度的随机性,其加速度也不断地发生变化,因此,具有不同密度的微团所获得的加速度也不同.温度高、湿度大的微团,密度小,所获得的加速度大;温度低、湿度小的微团,密度大,所获得的加速度小;因此,脉动送风方式可使不同温度和湿度的微团之间强烈的混合,提高风流的热扩散系数和湿扩散系数,增强风流的散热散湿能力,改善热舒适度.     

济宁2号煤矿三采区冬季风流参数分析

在时济宁2号煤矿三采区冬季风流热力参数测定的基础上，详细分析了自地面流向采掘工作面的过程中，风流的温度、焓、含湿量和相对湿度的沿程变化规律。通过分析，掌握了井下热湿源分布情况和采掘工作面热害环境状况。由于，冬季高温高湿矿井的风流热力参数变化规律和夏季井下采取人工制冷措施时冷风流热力参数的变化规律相类似，所以，为济宁2号煤矿夏季采取人工制冷措施提供了可靠的参考资料。在结论部分提出了济宁2号煤矿三采区夏季采取人工制冷措施时应注意的问题。     

高温矿井风网解算中通风参数校正问题的探讨

受风流增温的影响,使用常规算法计算高温矿井的巷道通风参数会产生一定误差,这会直接影响风网解算结果。通过研究空气密度的计算、风流与巷道进行热交换条件下风流温度的分布计算、巷道段的自然风压计算,通过巷道入口风流温度和巷道壁对流传热系数计算,获得高温矿井巷道自然风压的计算方法,利用该方法计算巷道自然风压,参数易于测得、计算结果精确、便于实际应用;通过分析风流增温对巷道风量的影响,为解决节点风量平衡与风流增温风量增加的矛盾,假设巷道风量不变,通过巷道风阻校正,消除保持风量不变对巷道阻力计算的影响。通过自然风压的加入与巷道风阻的校正,可有效提高高温矿井的风网解算精度。